DE60101049T2 - WOOD COMPOSITE PANELS FOR DISASTER-SAFE CONSTRUCTIONS - Google Patents

WOOD COMPOSITE PANELS FOR DISASTER-SAFE CONSTRUCTIONS Download PDF

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Abstract

A wood sheathing panel, suitable for use in building construction, includes reinforcement strips of fiber reinforced polymer material incorporated into the panel. The reinforcement strips cover an area that is within the range of from about 5 to about 50 percent of the surface area of the panel. The reinforcement strips of fiber reinforced plastic material can be incorporated in the perimeter of the panel, or can be incorporated into the corners of the panel. The spacing of the intermittently incorporated reinforcement strips can generally coincide with a standard spacing of framing members so that when the wood sheathing panel is applied to a building frame, the reinforcement strips are generally aligned with framing members of the building. Preferably, the reinforcement strips are sufficient to provide an increased ductility over an equivalent unreinforced wood sheathing panel in an amount within the range of from about 75 percent to about 500 percent. A plurality of the wood sheathing panels of the invention can be assembled together in building construction as one element of a group consisting essentially of shear walls, horizontal diaphragms and roof diaphragms.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND THE INVENTION

Die Erfindung betrifft allgemein Platten, die bei der Herstellung verstärkter Holzrahmenkonstruktionen eingesetzt werden können, so dass die Konstruktion einen erhöhten Widerstand gegen Wind, Erdbeben und Druckwellenbelastungen aufweist.The invention relates generally Panels used in the manufacture of reinforced wooden frame structures can be used so the construction has increased resistance to wind, earthquakes and has pressure wave loads.

Gemäß einem sehr gängigen Verfahren für Holzrahmenkonstruktion werden Bolzen aus Holz oder Stahl oder ein Holz- oder Stahlrahmenwerk mit Sperrholz- oder OSB-Auskleideplatten (OSB = Oriented Strand Board; dt. Spanplatte mit ausgerichteten Fasern) oder Stuckverkleidungen verwendet. Durch die Rahmenwerk-/Verschalungskombination werden Wandscheiben und horizontale Blenden bzw. Membranen ausgebildet, welche horizontalen und vertikalen Belastungen standhalten, die auf die Struktur ausgeübt werden. Diese Art der Konstruktion wird bei der Mehrheit der Einfamilienhäuser in den Vereinigten Staaten verwendet, sowie bei einem bedeutenden Anteil an Mehrfamilienhäusern, kommerziellen und industriellen Gebäuden.According to a very common procedure for wooden frame construction become bolts made of wood or steel or a wooden or steel framework with plywood or OSB lining panels (OSB = Oriented Strand Board; chipboard with aligned fibers) or stucco cladding used. The framework / formwork combination makes wall panels and horizontal diaphragms or membranes, which are horizontal and withstand vertical loads exerted on the structure. This type of construction is used in the majority of single family houses in used in the United States, as well as in a significant proportion on apartment buildings, commercial and industrial buildings.

Obwohl das System allgemein gut funktioniert, haben in den USA die ökonomischen Verluste aufgrund von Naturkatastrophen, wie bspw. Hurrikans, Erdbeben und Tornados, zugenommen. Die ökonomischen Verluste, die in den USA durch diese Naturkatastrophen hervorgerufen werden, betrugen in den vergangenen Jahren im Durchschnitt eine Milliarde US-Dollar pro Woche. Die meisten dieser Verluste sind auf Hurrikans (80%) und Erdbeben (10%) zurückzuführen. Bspw. wird der Verlust der Dachschalung bei Hurrikans oft der unzureichenden Befestigung der Schalung an der Rahmung, bspw. durch Verwendung eines größeren Nagelabstandes als gemäß Vorschrift erlaubt, durch in den Stützrahmenelementen fehlende Nägel oder zu weit eingetriebene Nägel, zugeschrieben. Ein nicht adäquates Vernageln der Verschalungen an dem Rahmenwerk verhindert, dass die volle Scherfestigkeit der Platte zum Einsatz kommt, was in verfrühten Defekten der Wandscheiben resultiert und möglicherweise zu einer ernsten Beschädigung oder dem Zusammenbruch der Struktur führt. Der Verlust von Schalungen in Hurrikans schwächt die Dachstruktur und kann zu defekten Dächern führen. Der Wasserschaden, der aus einem Verlust der Dachschalung oder von Dachdefekten herrührt, ist einer der Hauptverursacher ökonomischer Verluste bei Hurrikans. Übersichten zeigen auch, dass ein signifikanter Anteil des Schadens, der von Hurrikans oder Erdbeben herrührt, in den Teilen des Hauses auftritt, die keine strukturellen Bestandteile sind, und zwar aufgrund übermäßiger Deformation oder Bewegungen der Struktur. Die Reperaturkosten für Schäden, die nicht in der Struktur liegen, bedingen es häufig, die Struktur neu zu bauen und sie nicht zu reparieren.Although the system generally works well, have the economic ones in the US Losses due to natural disasters such as hurricanes, earthquakes and tornadoes increased. The economic Losses caused by these natural disasters in the United States have averaged one in recent years Billion dollars a week. Most of these losses are attributable to hurricanes (80%) and earthquakes (10%). For example. becomes the loss the roof formwork in hurricanes often the insufficient fastening the formwork on the frame, for example by using a larger nail spacing than according to regulation allowed by in the support frame elements missing nails or nails driven too far, attributed. Inadequate nailing The formwork on the framework prevents the full shear strength the plate is used, resulting in premature defects of the wall panels results and possibly to serious damage or the breakdown of the structure. The loss of formwork in Hurricanes are weakening the roof structure and can lead to broken roofs. The water damage that comes from a loss of the roof formwork or roof defects one of the main causes of economic Hurricane losses. Show overviews also that a significant proportion of the damage caused by hurricanes or earthquake occurs in parts of the house that have no structural components due to excessive deformation or movements of the structure. The repair costs for damage that are not in the structure, often require the structure to be rebuilt and not repairing them.

Obwohl heutzutage das Wissen um das Abmildern von Hurrikan- und Erdbebenschäden existiert, werden die Vorkehrungen von Bauvorschriften durch die Baufachleute häufig missverstanden, und die Einhaltung der Regeln ist aufgrund der Schwierigkeit des Inspizierens des Gebietes schwer einzufordern. Als Ergebnis davon zeigen Untersuchungen, dass ein signifikanter Anteil des Schadens an Häusern und Einrichtungen, die durch Naturkatastrophen hervorgerufen werden, auf die Nichteinhaltung von Vorschriften zurückzuführen ist. Ungeeignete Verbindungen zwischen Wänden an Gebäudeecken, bspw. nicht überlappende Dachplatten oder ungeeignete oder fehlende Niederhalteelemente, um die Wandplatten an den Fundamenten zu befestigen, sind weitere Beispiele fehlerhafter Praktiken bei der Konstruktion, die schwer zu überprüfen sind.Although nowadays the knowledge of that Mitigate hurricane and earthquake damage The provisions of building regulations exist through the Construction professionals often misunderstood, and compliance with the rules is due to the difficulty difficult to inspect the area. As a result of which, studies show that a significant proportion of the damage on houses and facilities caused by natural disasters is due to non-compliance. Unsuitable connections between walls at building corners, e.g. not overlapping Roof panels or unsuitable or missing hold-down elements, to fix the wall panels to the foundations, there are others Examples of faulty construction practices that are difficult are to be checked.

Es besteht deshalb eine Notwendigkeit nach einfach herzustellenden, preiswerten Bauplatten, die dafür geeignet sind, eine verstärkte und versteifte Konstruktion zum verbesserten Widerstand gegen hohen Belastungen durch Wind und verbessertes Ableitvermögen und erhöhte Energiedissipa tionseigenschaften, um Beschädigungen durch Erdbeben zu verringern, zu schaffen. Die Bauplatten sollten die Festigkeit und Ableitfähigkeit von Holzgebäuden erhöhen und die Deformation der Gebäude verringern, um die Schäden auf Elemente, die keine Strukturbestandteile sind, zu beschränken.There is therefore a need for easy-to-manufacture, inexpensive building boards that are suitable for this are reinforced and stiffened construction for improved resistance to high Wind loads and improved discharge capacity and increased Energy dissipation properties to prevent damage from earthquakes reduce, create. The building boards should have the strength and conductivity of wooden buildings increase and the deformation of the buildings reduce the damage limited to elements that are not structural components.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION

Die obigen Aufgaben werden durch eine Holzverschalungsplatte gelöst, die für die Verwendung in der Baukonstruktion geeignet ist, wobei die Holzverschalungsplatte einen Oberflächenbereich aufweist und Verstärkungsstreifen aus faser- verstärktem Polymermaterial beinhaltet, die in der Verschalung integriert sind, wobei die Verstärkungsstreifen einen Teil des Oberflächenbereichs bedecken, der zwischen 5 und 50% des Oberflächenbereichs der Platten liegt.The above tasks are accomplished by loosened a wooden formwork panel, the for the use in building construction is suitable, the wooden formwork panel has a surface area and reinforcement strips made of fiber-reinforced Contains polymer material, which are integrated in the formwork, with the reinforcement strips part of the surface area cover, which is between 5 and 50% of the surface area of the plates.

In einer spezifischen Ausführungsform der Erfindung sind die Verstärkungsstreifen des faserverstärkten Kunststoffmaterials im Umfang der Platte integriert. Gemäß einer anderen spezifischen Ausführungsform der Erfindung sind die Verstärkungsstreifen aus faserverstärktem Kunststoffmaterial in den Ecken der Platte integriert.In a specific embodiment of the invention are the reinforcement strips of fiber reinforced Plastic material integrated in the circumference of the plate. According to one other specific embodiment of the invention are the reinforcement strips made of fiber reinforced Plastic material integrated in the corners of the plate.

Gemäß einer anderen spezifischen Ausführungsform der Erfindung fällt der Abstand der mit Unterbrechungen integrierten Verstärkungsstreifen allgemein mit dem Standartabstand von Rahmenelementen zusammen, so dass, wenn die Holzverschalungsplatte an den Rahmenelementen des Gebäudes angebracht ist, die Verstärkungsstreifen im Wesentlichen mit den Rahmenelementen des Gebäudes ausgerichtet sind.According to another specific embodiment the invention falls the spacing of the reinforcement strips integrated with breaks generally related to the standard distance of frame elements, so when the wooden formwork panel on the frame elements of the building is attached, the reinforcement strips are essentially aligned with the frame elements of the building.

Gemäß der Erfindung wird auch eine Anzahl an Holzverschalungsplatten angegeben, die in einer Gebäudekonstruktion als ein Element einer Gruppe vereinigt sind, die im Wesentlichen aus Wandplatten, horizontalen Sperrwänden und Dachsperrwänden besteht, wobei die Holzverschalungsplatten für die Verwendung in der Gebäudekonstruktion geeignet sind und Verstärkungsstreifen aus faserverstärkten Polymermaterial aufweisen, die in die Platte integriert sind. Die Verstärkungsstreifen bedecken einen Teil, der innerhalb des Bereich von 5 bis 50% des Oberflächenbereichs der Platte liegt.According to the invention, a number of wooden cladding panels are also specified, which in a building construction as an element of a group are united, which consists essentially of wall panels, horizontal barrier walls and roof barrier walls, the wooden formwork panels are suitable for use in building construction and have reinforcement strips made of fiber-reinforced polymer material, which are integrated into the panel. The reinforcement strips cover a part which is within the range of 5 to 50% of the surface area of the plate.

Verschiedene Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden für den Fachmann aus der folgenden detailierten Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform offensichtlich, wenn sie zusammen mit den beigefügen Zeichnungen gelesen wird.Different tasks and advantages of the invention for those skilled in the art from the following detailed description of a preferred embodiment obvious when read with the accompanying drawings.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENSHORT DESCRIPTION THE DRAWINGS

1 ist eine schematische Draufsicht auf ein Gebäude und ein Dach, das die Holzverschalungsplatten der Erfindung beinhaltet; 1 Figure 3 is a schematic top view of a building and a roof incorporating the wooden cladding panels of the invention;

2 ist eine schematische Draufsicht auf eine Platteneinheit aus zwei Holzverschalungsplatten gemäß der Erfindung, die zeigt, wie die Platten auf eine seitliche Beanspruchung reagieren; 2 Fig. 3 is a schematic plan view of a panel unit made of two wooden shuttering panels according to the invention, showing how the panels respond to lateral stress;

3 ist eine schematische Draufsicht auf eine Holzverschalungsplatte gemäß der Erfindung, welche den Abriss einer Ecke bei einer Platte zeigt; 3 is a schematic plan view of a wooden formwork panel according to the invention, showing the corner tear off a panel;

4 ist eine schematische Draufsicht auf eine Holzverschalungsplatte, welche Verstärkungsstreifen umfasst, die gemäß der Erfindung im Umfang der Platte enthalten sind; 4 Figure 3 is a schematic plan view of a wooden cladding panel comprising reinforcement strips included in the perimeter of the panel in accordance with the invention;

5 eine schematische Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Holzverschalungsplatte ist, die Verstärkungsstreifen aufweist, in einer Baugerippeanordnung; 5 is a schematic plan view of a wooden cladding panel according to the invention, which has reinforcing strips, in a structural arrangement;

die 6 bis 8 schematische Draufsichten auf erfindungsgemäße Holzverschalungsplatten, welche in den Ecken Verstärkungsstreifen aufweisen, sind;the 6 to 8th schematic plan views of wooden shuttering panels according to the invention, which have reinforcement strips in the corners;

die 9 und 10 schematische Draufsichten auf erfindungsgemäße Holzverschalungsplatten sind, welche Verstärkungsstreifen aufweisen, die mit Unterbrechungen in die Platte integriert sind;the 9 and 10 are schematic plan views of wooden cladding panels according to the invention, which have reinforcement strips that are integrated into the panel with interruptions;

11 eine schematische Querschnittsansicht eines Teils einer erfindungsgemäßen Holzverschalungsplatte ist, die Verstärkungsstreifen aufweist, welche im Inneren der Platte integriert sind; 11 is a schematic cross-sectional view of part of a wooden cladding panel according to the invention having reinforcement strips which are integrated in the interior of the panel;

12 eine schematische Querschnittsansicht eines Teiles einer erfindungsgemäßen Holzverschalungsplatte ist, die veranschaulicht, wie Verstärkungsstreifen auf den Hauptoberflächen der Platte integriert sind; 12 Figure 3 is a schematic cross-sectional view of part of a wooden cladding panel according to the invention, illustrating how reinforcement strips are integrated on the main surfaces of the panel;

13 eine schematische Querschnittsansicht eines Teils einer erfindungsgemäßen Holzverschalungsplatte ist, die veranschaulicht, wie Verstärkungsstreifen im Inneren der Platte integriert sind, die unter verschiedenen Winkeln in Bezug auf die Kanten der Platte angeordnet sind; 13 Figure 3 is a schematic cross-sectional view of part of a wooden cladding panel according to the invention, illustrating how reinforcement strips are integrated in the interior of the panel, which are arranged at different angles with respect to the edges of the panel;

14 veranschaulicht, wie auf einer erfindungsgemäßen Platte ein Scherversuch rein in einer Ebene ausgeführt wird. 14 illustrates how a shear test is carried out purely in one plane on a plate according to the invention.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNGDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Allgemein besteht diese Erfindung aus einer einfachen und effektiven Konstruktion zur Verstärkung von Holzverschalungsplatten, die dafür verwendet werden können, herkömmliche Holzkonstruktionen zu verstärken und deren Widerstand gegen Belastungen durch Druckwellen verschiedener Arten, durch Erdbeben und starke Winde, wie sie durch Tornados und Hurrikans erzeugt werden, zu erhöhen. Die Holzverschalungsplatten der Erfindung können entweder mit Rahmenwerken aus Holz, aus Holzverbundstoff oder Stahl eingesetzt werden. Die erfindungsgemäßen Holzverschalungsplatten, die bspw. faserverstärkte Platten aus ausgerichteten Spänen (nachstehend "OSB" genannt) oder Sperrholzplatten sein können, verbessern auf signifikante Weise die Beständigkeit gegen Katastrophen und verringern die Wartungskosten herkömmlicher Holzrahmenkonstruktionen. Die Erfindung beinhaltet das Integrieren synthetischer Fasern oder faserverstärkter Polymere (auch als faserverstärkte Kunststoffe bekannt), nach stehend beide als "FRP-Streifen" und auch als "Verstärkungsstreifen" bezeichnet, in Holzverschalungsplatten, die zum Bau einer Struktur oder eines Gebäudes verwendet werden, um den Widerstand der Struktur gegen Erdbeben und starke Winde aus Hurrikans und Tornados zu verbessern. Zum Zweck dieser Erfindung umfassen Holzverschalungen Sperrholz, OSB und andere auf Holz basierende Verbundplatten. Die Holzverschalungsplatten sind vorzugsweise mit solchen synthetischen Fasern wie E-Glas, Kohlenstofffasern, Aramidfasern oder Kombinationen dieser Fasern verstärkt, obwohl auch andere Verstärkungsfasern verwendet werden können. Um die Kosten zu minimieren, ist die synthetische Verstärkung vorzugsweise in Bereichen der Platten am höchsten, die für gewöhnlich unter Belastungen durch Hurrikans oder Erdbeben beschädigt werden. Die Verstärkung ist vorzugsweise innerhalb der OSB- oder Sperrholzplatte in den Bereichen, in denen durch die Belastung hohe Spannungen entstehen, ausgerichtet und angebracht.Generally, this invention exists from a simple and effective construction to reinforce Wooden cladding panels that are therefor can be used conventional Reinforce wooden structures and their resistance to pressure wave loads of various Species, by earthquakes and strong winds, such as those caused by tornadoes and Hurricanes are generated to increase. The Wooden cladding panels of the invention can either be framed made of wood, wood composite or steel. The wood formwork panels according to the invention, the fiber-reinforced, for example Boards made of aligned chips (hereinafter referred to as "OSB") or plywood boards can, significantly improve disaster resilience and reduce the maintenance costs of conventional wooden frame structures. The invention includes integrating synthetic fibers or fiber reinforced Polymers (also called fiber-reinforced Plastics known), both referred to as "FRP strips" and also as "reinforcement strips", in wooden cladding panels, used to build a structure or building to the Resistance of the structure to earthquakes and strong winds from hurricanes and improve tornadoes. For purposes of this invention include Wooden cladding plywood, OSB and other wood based Composite panels. The wooden formwork panels are preferably with such synthetic fibers as E-glass, carbon fibers, aramid fibers or combinations of these fibers, although other reinforcing fibers can be used. To minimize costs, synthetic reinforcement is preferred highest in areas of the panels, the for usually damaged by hurricanes or earthquakes. The reinforcement is preferably within the OSB or plywood board in the Areas in which high stresses arise due to the load and attached.

Vorteile der Erfindung umfassen das Lösen des Problems des Zersplitterns der Holzverschalungsplatten an umfangsseitigen Nägeln. Defekte der Wandscheiben werden häufig durch unangemessene Vernagelungspläne hervorgerufen, einschließlich kleiner Kantenabstände oder großer Beabstandungen der Nägel am Umfang. Diese Situation kann zur Kantensplitterung der Verstärkungsplatte führen, was verhindert, dass sich die gesamte Scherkraftkapazität der Platte entwickeln kann. Die Holzverschalungsplatte der Erfindung richtet sich auch an den Verlust der Kapazität zur Energiedissipation von Holzverschalungsplatten unter zyklischer Belastung. Test haben gezeigt, dass die Vergrößerung von Nagellöchern herkömmlicher Platten aufgrund lokalen Zusammenfalls von Plattenfasern die Fähigkeit der Wandplatten zur Energiedissipation nach einem anfänglichen Belastungszyklus verringert. Auch behandelt die Holzverschalungsplatte der Erfindung das Brechen der Verschalungsplatten in der Nähe der Ecken. Sogar bei geeigneten Vernagelungsplänen wurden Belastungskonzentrationen in der Nähe von Wandöffnungen beobachtet, welche Plattenbrüche an den Ecken hervorrufen. Auch Probleme mit dem Herauslösen von Nägeln, dem Durchtreten von Nagelköpfen und zuweit eingetriebenen Nägeln werden durch die erfindungsgemäßen Holzverschalungsplatten verringert. Mit zunehmenden seitlichen Widerstand bei Vernagelung verringert die erforderliche bezüglich des Minimalabstands von der Kante und vergrößerter Plattenfestigkeit sind Wandscheiben, die aus erfindungsgemäßen Holzverschalungsplatten konstruiert sind, weniger anfällig für Konstruktionsfehler. Die Gesamtinstandhaltungskosten für Gebäude, einschließlich Versicherungs- und Wiederaufbaukosten, werden aufgrund des verringerten Risikos von Todesfällen, Verletzungen und Gebäudezerstörungen durch natürliche Gefährdungen, insbesondere signifikant verringerte strukturelle und nicht strukturelle Beschädigungen, die durch Hurrikans und seismische Ereignisse hervorgerufen werden, verringert.Advantages of the invention include solving the problem of splintering the wooden formwork panels on peripheral nails. Defects in the wall panels are often caused by inappropriate nailing plans, including small edge spacing or large circumferential nail spacing. This situation can lead to edge splitting of the reinforcement plate, which prevents the entire shear force capacity of the plate from developing. The wooden cladding panel of the invention is also directed to the loss of capacity for energy dissipation of wooden cladding panels under cyclic loading. Tests have shown that the enlargement of Nagellö conventional panels due to local collapse of panel fibers reduces the ability of the wall panels to dissipate energy after an initial stress cycle. Also, the wooden cladding panel of the invention deals with the breaking of the cladding panels near the corners. Even with suitable nailing plans, stress concentrations near wall openings have been observed, causing plate breaks at the corners. Problems with the removal of nails, the passage of nail heads and over-driven nails are also reduced by the wooden formwork panels according to the invention. With increasing lateral resistance in the case of nailing, the required with respect to the minimum distance from the edge and increased panel strength, wall panes which are constructed from wooden formwork panels according to the invention are less susceptible to design errors. Total building maintenance costs, including insurance and reconstruction costs, are reduced due to the reduced risk of death, injury and building destruction from natural hazards, particularly significantly reduced structural and non-structural damage caused by hurricanes and seismic events.

Defekte von Wandscheiben werden oft durch unzureichenden Nagelabstand von der Kante am Umfang oder das Überschreiten des zulässigen Nagelabstandes am Umfang hervorgerufen. Diese dürftigen Vernagelungstechniken führen zu Kantenabsplitterung der Verschalungsplatte, wodurch verhindert wird, dass sich die volle Scherkraftkapazität der Platte entwickelt. Baufehler bei Erdbeben treten für gewöhnlich aufgrund des Austritts von Nägeln oder Kantenabsplitterung auf. Die Fähigkeit einer Gebäudestruktur zur Energiedissipation kann unter zyklischer Belastung verringert werden. Das Vergrößern von Nagellöchern aufgrund lokaler Brüche von Plattenfasern verringert die Fähigkeiten von Wandscheiben zur Energiedissipation nach dem anfänglichen Belastungszyklus. Der Verlust der Kapazität bei zyklischen Belastungstests mit konstanter Verschiebung kann auf das Brechen von Holzfasern um die Nägel herum zurückzuführen sein. Ein anderer Fehlermechanismus beinhaltet den Bruch von Verschalungsplatten in der Nähe der Ecken. Wenn die Vernagelung ausreichend ist, um die volle Stärke der Platte zu entwickeln, können Spannungskonzentrationen in der Nähe von Wandöffnungen einen Bruch der Platte hervorrufen, wie beobachtet wurde. Das Austreten von Nägeln, das Durchtreten von Nagelköpfen und zu weit eingetriebene Nägel können die Fähigkeit des Festhaltens des Nagels signifikant verringern.Defects of wall panes are common due to insufficient nail distance from the edge at the circumference or exceeding of the permissible Nail distance caused on the circumference. These poor nailing techniques to lead to edge splintering of the formwork panel, thereby preventing becomes that the full shear force capacity of the plate develops. Baufehler earthquakes usually occur due to leakage of nails or edge chipping. The ability of a building structure for energy dissipation can be reduced under cyclical loading become. Magnifying nail holes due to local breaks of plate fibers reduces the capabilities of wall panels for energy dissipation after the initial exercise cycle. The loss of capacity cyclical load tests with constant displacement can breaking wood fibers around the nails. Another failure mechanism involves the breakage of formwork panels nearby the corners. If the nailing is sufficient to the full strength of the Can develop plate Stress concentrations near wall openings cause the plate to break, as was observed. The leakage of nails, the passage of nail heads and to widely driven nails can the ability significantly reduce nail hold.

Die erfindungsgemäßen Holzverschalungsplatten sind für die Verwendung in der Gebäudekonstruktion geeignet. Wie in 1 gezeigt ist, ist ein Gebäude, das allgemein mit dem Bezugszeichen 10 gekennzeichnet ist, aus longditudinalen Wänden 12, Endwänden 14, einem Dach 16 und einem Fundament 18 aufgebaut. Die longditudinalen Wände 12 und die Endwände 14 sind äußere Scherwände. Der ausgeschnittene Abschnitt von 1 enthüllt repräsentative horizontale Bodenscheidewände 20 und 22 und innere Scherwände 24 und 26. Der Ausschnitt zeigt auch, dass das Dach 16 aus Dachscheidewänden 28 aufgebaut ist. Das Dach 16 ist mit einer äußeren Dachabdeckung in Form von Schindeln 30 gedeckt.The wooden cladding panels according to the invention are suitable for use in building construction. As in 1 is shown is a building generally designated by the reference number 10 is characterized by longitudinal walls 12 , End walls 14 , a roof 16 and a foundation 18 built up. The longitudinal walls 12 and the end walls 14 are outer shear walls. The cut out section of 1 reveals representative horizontal floor partitions 20 and 22 and inner shear walls 24 and 26 , The cutout also shows that the roof 16 from roof partitions 28 is constructed. The roof 16 is with an outer roof covering in the form of shingles 30 covered.

Ein Problem in Verbindung mit Belastungen durch Wind und Erdbeben liegt darin, dass auf verschiedene Strukturelemente eine immense seitliche Scherkraft ausgeübt wird. Wie in 2 gezeigt, wird die seitliche Scherkraft, die durch den Pfeil 34 angedeutet ist, auf eine Platteneinheit 36 ausgeübt, welche aus zwei miteinander verbundenen Holzverschalungsplatten 38 aufgebaut ist. Die seitliche Scherkraft tendiert dazu, die Holzverschalungsplatten 38 zu kippen oder zu drehen, wie in der strichlierten Darstellung gezeigt ist. Die größte Belastung auf die Holzverschalungsplatten 38 tritt um den Umfang herum auf, und insbesondere an den Ecken der Platten. Wie in 3 gezeigt ist, besteht ein üblicher Fehlermechanismus in einem Abreißen oder Abtrennen der Ecke 40 der Platte 36 unter extremer seitlicher Belastung.A problem associated with wind and earthquake loads is that an immense lateral shear force is exerted on various structural elements. As in 2 shown is the lateral shear force shown by the arrow 34 is indicated on a plate unit 36 exercised, which consists of two interconnected wooden formwork panels 38 is constructed. The lateral shear force tends to the wooden formwork panels 38 to tilt or rotate as shown in the dashed line. The greatest stress on the wooden formwork panels 38 occurs around the circumference, and especially at the corners of the plates. As in 3 a common failure mechanism is to tear or tear the corner 40 the plate 36 under extreme lateral loads.

Um der Holzverschalungsplatte 38 zusätzliche Festigkeit zu verleihen, um einer seitlichen Belastung standhalten zu können, weist diese vorzugsweise Verstärkungsstreifen 42 aus faserverstärktem Kunststoffmaterial (nachstehend auch als "FRP-Verstärkungen" bezeichnet) auf, die in dem Umfang der Platte integriert sind, wie in 4 gezeigt. Die Zusammensetzung des FRP-Harzmaterials und die Ausrichtung der Fasern, die Art, Beabstandung, Dichte, der Durchmesser, die Festigkeit, die Beschichtungen und die Dimensionierung des Materials sowie andere Eigenschaften der Faser-/Laminatarchitektur variieren in Abhängigkeit von der beabsichtigten Anwendung und der Verfügbarkeit und Kosten der FRP-Materialien. Eine detailliertere Beschreibung der FRP-Verstärkungen und deren Design wird nachstehend angebeben.Around the wooden formwork panel 38 To give additional strength in order to withstand a lateral load, this preferably has reinforcing strips 42 made of fiber-reinforced plastic material (hereinafter also referred to as "FRP reinforcements"), which are integrated in the circumference of the plate, as in 4 shown. The composition of the FRP resin material and the orientation of the fibers, the type, spacing, density, the diameter, the strength, the coatings and the dimensioning of the material as well as other properties of the fiber / laminate architecture vary depending on the intended application and availability and cost of FRP materials. A more detailed description of the FRP reinforcements and their design is given below.

Wie in 5 gezeigt ist, umfasst die Holzverschalungsplatte 38 FRP-Verstärkungen 48, die in Diagonalstreifen unter einem spitzen Winkel 44 zu den Kanten 46 der Platte integriert sind. Die Verstärkungsstreifen 42 erstrecken sich zwischen gegenüberliegenden diagonalen Ecken der Platte 38. Holzverschalungsplatten mit dieser das Baugerippe verstärkenden Konfiguration können in Scherwänden, horizontalen Scheidewänden oder Dachscheidewänden eines Gebäudes eingesetzt werden. Die Baugerippeverstärkung schafft einen zweiten Belastungspfad, wodurch die Scherwand in eine duale Baugerippe-Scherwand umgewandelt wird. Die Menge an Belastung, die von der Einwirkung auf das Baugerippe gegenüber der Einwirkung auf die Scherwand getragen wird, ist eine Funktion der relativen Steifigkeit der beiden Systeme.As in 5 shown, includes the wooden cladding panel 38 FRP reinforcements 48 that are in diagonal stripes at an acute angle 44 to the edges 46 the plate are integrated. The reinforcement strips 42 extend between opposite diagonal corners of the plate 38 , Wooden formwork panels with this structure reinforcing the structure can be used in shear walls, horizontal partitions or roof partitions of a building. The reinforcement of the framework creates a second load path, whereby the shear wall is converted into a dual framework shear wall. The amount of stress exerted by the impact on the structural framework versus the impact on the shear wall is a function of the relative stiffness of the two systems.

Die FRP-Verstärkungen können in Form von Eckenverstärkungen vorliegen. Wie in 6 gezeigt ist, können dreieckige Füllstücke 50 aus FRP-Verstärkungen in jede der Ecken der Platte 38 integriert werden. Wie in 7 gezeigt ist, können rechteckige Füllstücke 52 aus dem FRP-Verstärkungsmaterial in die Ecken integriert werden. Die Eckenverstärkung kann aus longditudinalen FRP-Verstärkungen in Form von Streifen 54 aufgebaut sein, die sich diagonal von den Ecken aus erstrecken, wie in 8 gezeigt.The FRP reinforcements can be in the form of corner reinforcements. As in 6 shown can be triangular fillers 50 from FRP reinforcements in each of the corners of the panel 38 to get integrated. As in 7 shown can be rectangular fillers 52 from the FRP reinforcement material can be integrated into the corners. The corner reinforcement can consist of longitudinal FRP reinforcements in the form of strips 54 be constructed that extend diagonally from the corners, as in 8th shown.

9 zeigt, dass die FRP-Verstärkungen in Form von mit Unterbrechnungen angeordneten Verstärkungsstreifen 56 aus- gebildet sein können, die in die allgemein rechteckige Platte 38 integriert sind. Die Verstärkungsstreifen 56 erstrecken sich entlang der Länge der Platte. Vorzugsweise ist der Abstand der mit Abstand angeordneten Verstärkungsstreifen 56 so, dass sich die Verstärkungsstreifen auf Zentren befinden, die mit der gewünschten Rahmenkonstruktion für das Gebäude zusammenfallen. Wenn bspw. das Rahmenwerk (Bolzen, Balken usw.) auf 24-Zoll-Zentren basiert, würden auch die mit Abstand angeordneten Verstärkungsstreifen 24-Zoll-Zentren sein, so dass die Verstärkungsstreifen in dem Gebiet mit den Rahmenelementen ausgerichtet werden können. Die Breite jedes Verstärkungsstreifens kann variieren. Die Ausrichtung der Verstärkungsfasern innerhalb der Verstärkungsstreifen 56 in Bezug auf die Platte kann gemäß den Erfordernissen variieren. Eine oder mehrere Verstärkungsschichten können verwendet werden. Die Aufgabe mit Abstand angeordneter longditudinaler Verstärkungen besteht darin, das Herauslösen von Nagelköpfen und den Durchtritt von Nägeln zu verringern sowie die Fähigkeiten der Platte zur Energiedissipation zu erhöhen. Die Art von Faser und die Menge an Verstärkung kann unter Einsatz standartisierter Laminatanalysetechniken und der Methode der finiten Elemente optimiert werden. 9 shows the FRP reinforcements in the form of intermittent reinforcement strips 56 can be formed in the generally rectangular plate 38 are integrated. The reinforcement strips 56 extend along the length of the plate. The spacing of the reinforcement strips arranged at a spacing is preferably 56 so that the reinforcement strips are on centers that coincide with the desired frame construction for the building. For example, if the framework (bolts, beams, etc.) is based on 24-inch centers, the spaced reinforcement strips would also be 24-inch centers so that the reinforcement strips can be aligned in the area with the frame members. The width of each reinforcement strip can vary. The orientation of the reinforcement fibers within the reinforcement strips 56 with respect to the plate can vary according to requirements. One or more reinforcement layers can be used. The task of spaced longitudinal reinforcements is to reduce the removal of nail heads and the passage of nails, and to increase the plate's ability to dissipate energy. The type of fiber and the amount of reinforcement can be optimized using standardized laminate analysis techniques and the finite element method.

10 veranschaulicht die Verwendung mit Abstand angeordneter Verstärkungen 58 in der kurzen Seite der Platte, sich transversal oder über die Plattenbreite erstreckend. Die FRP-Verstärkungen 58 sind vorzugsweise an Stellen zugegeben, die mit den Gebäuderahmenelementen zusammenfallen, an denen die Platte angebracht werden soll. 10 zeigt zwei Verstärkungsschichten, die unter einem Winkel von 90° angeordnet sind. Die Aufgabe der mit Abstand angeordneten transversalen Verstärkungen 58 ist es, das Herauslösen von Nagelköpfen und den Durchtritt von Nägeln zu verringern sowie die Nagel-Scherfestigkeit und die Fähigkeiten der Platte zur Energiedissipation zu erhöhen. Die Art von Faser und die Menge an Verstärkung kann unter Einsatz standartisierter Laminatanalysetechniken und der Methode der finiten Elemente optimiert werden. 10 illustrates the use of spaced reinforcements 58 in the short side of the plate, extending transversely or across the plate width. The FRP reinforcements 58 are preferably added at locations that coincide with the building frame elements where the panel is to be attached. 10 shows two reinforcement layers, which are arranged at an angle of 90 °. The task of spaced transverse reinforcements 58 is to reduce nail head removal and nail penetration, as well as increase nail shear strength and the plate's ability to dissipate energy. The type of fiber and the amount of reinforcement can be optimized using standardized laminate analysis techniques and the finite element method.

Ein Verfahren zum Integrieren der FRP-Verstärkungen in die Holzverschalungsplatte, um die Platte 38 der Erfindung auszubilden, besteht darin, diese FRP-Verstärkungen im Inneren der Holzverschalungsplatte zu positionieren. Wie in 11 gezeigt ist, kann sich die Verstärkungsschicht 62 in der Nähe der Mitte der Dicke oder der Mittelebene befinden. Gemäß diesem Ansatz sind eine oder mehrere Verstärkungsschichten mit verschiedenen Faserorientierungen, welche die erforderliche Gesamtdicke aufweisen, zwischen zwei Holzverbundplatten 64 geschichtet und mit diesen verbunden, welche gleiche oder unterschiedliche Dicken aufweisen. Die Lage der Plattenverstärkungsschicht 62 in der Nähe der Mitte der Dicke der Platte kann im Zusammenhang mit der automatisierten Plattenherstellung in großem Maßstab vorteilhaft sein.A method of integrating the FRP reinforcements into the wooden formwork panel around the panel 38 of the invention is to position these FRP reinforcements inside the wooden formwork panel. As in 11 is shown, the reinforcing layer 62 located near the center of the thickness or the median plane. According to this approach, one or more reinforcement layers with different fiber orientations, which have the required total thickness, are between two wood composite panels 64 layered and connected to them, which have the same or different thicknesses. The location of the plate reinforcement layer 62 near the center of the thickness of the plate may be advantageous in large scale automated plate making.

Wie in 12 gezeigt, kann die Integration der FRP-Verstärkung in die Holzverschalungsplatte der Erfindung auch durch Anbringen von Verstärkungsschichten 66 auf beiden äußeren Hauptoberflächen 68 der Platte 38, die den Holzkern 70 umgeben, angebracht werden. Alternativ dazu kann die Plattenverstärkung auf nur einer Seite der Platte erfolgen. Die Anzahl und Dicke der Verstärkungsschichten auf einer oder beiden Hauptoberflächen 68 können gemäß den Erfordernissen variiert werden, und die Dicke der Holzverbundplatte 38 kann gemäß den Erfordernissen variiert werden.As in 12 As shown, the integration of the FRP reinforcement into the wood formwork panel of the invention can also be done by applying reinforcement layers 66 on both outer major surfaces 68 the plate 38 that the wood core 70 surround, be attached. Alternatively, the plate can be reinforced on only one side of the plate. The number and thickness of the reinforcement layers on one or both major surfaces 68 can be varied according to requirements, and the thickness of the wood composite panel 38 can be varied according to requirements.

13 zeigt, dass die Verstärkungsstreifen 74 über das Volumen oder die Dicke der Holzverschalungsplatte 38 verteilt werden können. Die Ausrichtung der Fasern innerhalb der Platte kann zufällig sein, wie gezeigt, oder die Fasern können in eine besondere Richtung ausgerichtet sein. In einer speziellen Ausführungsform der Erfindung sind die Verstärkungsstreifen im Inneren der Platte angeordnet, wobei die Verstärkungsfasern innerhalb der Verstärkungsstreifen unter verschiedenen und zahlreichen unterschiedlichen Winkeln in Bezug auf die Kanten der Platten ausgerichtet sind. Gemäß einem der Aspekte der Erfindung besteht die Verstärkung einfach aus gehackten Fasern, die in den Bereichen der Platten integriert sind, wo entscheidende Verstärkungen benötigt werden, bspw. am Umfang und an den Ecken der Platten. 13 shows that the reinforcement strips 74 about the volume or thickness of the wooden formwork panel 38 can be distributed. The orientation of the fibers within the plate can be random, as shown, or the fibers can be oriented in a particular direction. In a special embodiment of the invention, the reinforcement strips are arranged inside the plate, the reinforcement fibers within the reinforcement strips being oriented at different and numerous different angles with respect to the edges of the plates. According to one aspect of the invention, the reinforcement simply consists of chopped fibers that are integrated in the areas of the panels where critical reinforcements are needed, e.g. on the perimeter and corners of the panels.

Aus den in den 11 bis 13 dargestellten Platten ist ersichtlich, dass der Ausdruck "integriert" bedeutet, dass die Verstärkungsstreifen oder – schichten entweder im Inneren der Holzverschalungsplatte und/oder auf der Außenseite der Platte angeordnet sein können. Dies gilt für alle Verstärkungsanordnungen, die in den 4 bis 11 gezeigt sind. Die Dicke der Verstärkung sollte so sein, dass sie bei Verwendung von Standardnägeln oder anderen Befestigungsmitteln leicht durchdrungen werden kann. Die Anordnung der Verstärkung in der Mittelebene der Platte erleichtert es, die Nägel anzusetzen. Auch ist darauf hinzuweisen, dass jede Plattenverstärkungsanordnung, die in dieser Beschreibung offenbart ist, zusammen mit jeder anderen Plattenverstärkungsanordnung eingesetzt werden kann. Bspw. kann die Eckverstärkungsanorndung von 6 zusammen mit der Anordnung am Umfang gemäß 4 eingesetzt werden. Vorzugsweise bedecken die Verstärkungsfasern einen Bereich, der innerhalb des Bereichs von 5 bis 50% des Oberflächenbereichs der Platte liegt, und besonders bevorzugt innerhalb des Bereichs von 5 bis 25% des Oberflächenbereichs der Platte.From the in the 11 to 13 The panels shown can be seen that the term "integrated" means that the reinforcing strips or layers can either be arranged inside the wooden cladding panel and / or on the outside of the panel. This applies to all amplification arrangements in the 4 to 11 are shown. The thickness of the reinforcement should be such that it can be easily penetrated using standard nails or other fasteners. The arrangement of the reinforcement in the central plane of the plate makes it easier to attach the nails. It should also be noted that any plate reinforcement arrangement disclosed in this description, together with any other plate reinforcement strengthening arrangement can be used. For example. can the corner reinforcement arrangement of 6 together with the arrangement according to the circumference 4 be used. Preferably, the reinforcing fibers cover an area which is within the range of 5 to 50% of the surface area of the plate, and particularly preferably within the range of 5 to 25% of the surface area of the plate.

Die Holzverschalungsplatten der Erfindung sind nicht auf die Verwendung einer bestimmten FRP-Art, Harzart, Art der synthetischen Faser, Faserarchitektur, Laminatdesign, Materialabgabesystem oder ein spezifisches Verfahren der Integration in die Holzverschalungsplatte 38 beschränkt. Jedes geeignete heiß härtende Harz, bspw. Phenolharz, Epoxyharz, Vinylester, Polyester und dergleichen oder thermoplastisches Harz kombiniert mit geeignet dimensionierten Fasern, bspw. aus Kohlenstoff, E-Glas, S-Glas, Aramid und dergleichen, kann eingesetzt werden. Die FRP-Verstärkungen, die in die Schalung integriert werden, können in Form von vorgehärteten Schichten, vorimprägnierten Geweben bzw. Fasern (Prepregs) oder nass imprägnierten Fasern, Geweben oder Matten vorliegen. Die optimale FRP-Gestalt hängt von der Anwendung ab und kann unter Einsatz von Standard-Laminatanalysetechniken, dem Verfahren der finiten Elemente und bewährten Verfahren zur Konstruktion von Verbundmaterialien bestimmt werden.The timber formwork panels of the invention are not related to the use of any particular FRP type, resin type, synthetic fiber type, fiber architecture, laminate design, material delivery system or any specific method of integration into the timber formwork panel 38 limited. Any suitable thermosetting resin, for example phenolic resin, epoxy resin, vinyl ester, polyester and the like or thermoplastic resin combined with suitably dimensioned fibers, for example made of carbon, E-glass, S-glass, aramid and the like, can be used. The FRP reinforcements that are integrated into the formwork can be in the form of pre-hardened layers, pre-impregnated fabrics or fibers (prepregs) or wet-impregnated fibers, fabrics or mats. The optimal FRP shape depends on the application and can be determined using standard laminate analysis techniques, the finite element method and proven methods for constructing composite materials.

Die Ausrichtung der Fasern innerhalb der FRP-Verstärkungsstreifen 48 und 54 (5 und 8) der Erfindung ist allgemein longditudinal in Bezug auf die Länge der Verstärkungsstreifen. Bei vielen Anwendungen jedoch werden die FRP-Verstärkungsstreifen auf Fasern andere Ausrichtungen aufweisen, bspw. ein Kreuzmuster, wie in den FRP-Verstärkungen 42, 50, 52, 56 und 58 (4, 6, 7, 9 und 10) gezeigt. Matten aus gewobenen Fasern können auch im Rahmen der Erfindung eingesetzt werden. Während Streifen mit ausgerichteten Verstärkungsfasern allgemein bevorzugt werden, können auch Matten aus nicht ausgerichteten Fasern, bspw. Matten im Nassverfahren, verwendet werden.The orientation of the fibers within the FRP reinforcement strips 48 and 54 ( 5 and 8th ) of the invention is generally longitudinal with respect to the length of the reinforcement strips. However, in many applications, the FRP reinforcement strips on fibers will have different orientations, e.g., a cross pattern, as in the FRP reinforcements 42 . 50 . 52 . 56 and 58 ( 4 . 6 . 7 . 9 and 10 ) shown. Mats made of woven fibers can also be used in the context of the invention. While strips with aligned reinforcing fibers are generally preferred, mats made from non-aligned fibers, for example mats in the wet process, can also be used.

Ein Beispiel eines FRP-Verstärkungsstreifens gemäß der Erfindung ist ein mit Faserglas verstärkter Phenol-Verbundstoff unter Einsatz eines Phenolharzes und eines Gewebes von 26 Unzen, Produktcode VEW 260, von Brunswick Technologies, Brunswick, Maine. Das Verhältnis vom Harz zu Fasern beträgt in diesem Produkt 50/50. Die Fasern sind alle parallel und werden ohne Verstärkung zusammengehalten. Die Zug festigkeit des Verstärkungsstreifens beträgt 30 t/6,452 × 10–4 m2 (60000 Pfund pro Quadratzoll (60 kpsi)) in longditudinalrichtung, und die Steifigkeit beträgt 27,58 bis 41,37 × 109 Pa (4 bis 6 Millionen psi). Ein anderes Verstärkungsprodukt, das verwendet werden kann, ist das undirektionale Gewebe von Brunswick U-18-01, bei dem Longditudinalfasern auf eine Gewebeunterlage geheftet sind. Ein weiteres Verstärkungsprodukt, das im Rahmen der Erfindung eingesetzt werden kann, ist das Produkt Q-30 von Brunswick, das ein Produkt mit 85,05 × 10–2 kg/8,361 × 10–1 m2 (30 Unzen pro Yard2) mit Kreuzverbindungen ist, bei dem die Fasern longditudinal und transversal angeordnet sind, wobei auch Fasern vorhanden sind, die unter einem Winkel von plus oder minus 45° zur Longditudinalrichtung angeordnet sind.An example of an FRP reinforcement strip in accordance with the invention is a fiberglass reinforced phenolic composite using a phenolic resin and a 26 ounce fabric, product code VEW 260 , from Brunswick Technologies, Brunswick, Maine. The ratio of resin to fibers in this product is 50/50. The fibers are all parallel and are held together without reinforcement. The tensile strength of the reinforcement strip is 30 t / 6.452 x 10 -4 m 2 (60,000 pounds per square inch (60 kpsi)) in the longitudinal direction, and the stiffness is 27.58 to 41.37 x 10 9 Pa (4 to 6 million psi) ). Another reinforcement product that can be used is the Brunswick U-18-01 non-directional fabric, in which longitudinal fibers are attached to a fabric backing. Another reinforcement product that can be used in the invention, the product Q-30 from Brunswick, the product with 85.05 kg of a × 10 -2 / 8,361 x 10 -1 m 2 (30 ounces per square yard 2) Cross connections is in which the fibers are arranged longitudinally and transversely, wherein there are also fibers which are arranged at an angle of plus or minus 45 ° to the longitudinal direction.

Die FRP-Verstärkungsstreifen, die im Rahmen der Erfindung eingesetzt werden, können mit oder ohne Harz erworben werden. Wenn die FRP-Verstärkungen auf die Außenseite der Holzverschalungsplatte 38 aufgebracht werden, beinhaltet das Aufbringen das Befeuchten der Verstärkung mit dem Harz, das Aufbringen der Verstärkung an die gewünschte Stelle und das Walzen der befeuchteten Verstärkung, um einen guten Kontakt zu gewährleisten und um eingeschlossene Luft zu entfernen. Alternativ dazu kann die Verstärkung als Prepreg erworben, mit oder ohne zusätzliches Harz auf die gewünschte Stelle aufgebracht und erhitzt werden, um das Harz zu entwickeln und die Verstärkung an die Holzbretter zu binden.The FRP reinforcement strips used in the invention can be purchased with or without resin. If the FRP reinforcements on the outside of the wooden formwork panel 38 application involves moistening the reinforcement with the resin, applying the reinforcement to the desired location, and rolling the moistened reinforcement to ensure good contact and to remove trapped air. Alternatively, the reinforcement can be purchased as a prepreg, applied to the desired location with or without additional resin, and heated to develop the resin and bind the reinforcement to the wooden boards.

Wenn sie geeignet konstruiert sind, verbessern die erfindungsgemäßen FRP-Verstärkungsstreifen die Kontinuität und die Lastverteilung zwischen den individuellen Verschalungsbrettern. Als wichtigste Eigenschaft verringern die Verstärkungsstreifen die Wahrscheinlichkeit des Verlustes einzelner Dach- oder Wandverschalungsbretter, was die Hauptursache für Beschädigungen an Holzkonstruktionen während Hurrikans aufgrund von Wind und anschließenden Wasser eintritt darstellt. Die Streifen verringern auch Spannungskonzentrationen an der Kante der Platten, beschränken das Aufrollen von Ecken oder Kanten der Platten oder das Ausreißen bei Scherwänden, verbessern die Belastungsverteilungseingenschafen unter den Verschalungsnägeln, erhöhen den seitlichen Nagelwiderstand und verzögern den Austritt oder das Versagen der Verschalungsnägel.If they are constructed appropriately, improve the FRP reinforcement strips according to the invention the continuity and the load distribution between the individual formwork boards. The most important property is that the reinforcement strips reduce the probability the loss of individual roof or wall cladding boards what the main cause of damage on wooden structures during Represents hurricanes due to wind and subsequent water ingress. The strips also reduce stress concentrations at the edge of plates, restrict rolling up corners or edges of the panels or tearing them out Shear walls, improve the stress distribution properties under the formwork nails, increase the lateral nail resistance and delay the leak or that Failure of the formwork nails.

Es ist anzumerken, dass die in die erfindungsgemäße Holzverschalungsplatte integrierten Verstärkungsstreifen alle geeigneten Breiten aufweisen können und zur Verstärkung der Bretter von jeder beliebigen geeigneten Konstruktion sein können. Auch können die Baugerippe-Verstärkungsstreifen 48 und 54 in jedem beliebigen Winkel in Bezug auf die longditudinalen Kanten der Platten gesetzt werden. Da die in die Platten integrierten Verstärkungsstreifen die Platten verstärken, führen ungeeignete Beabstandung von Nägeln, ungeeignete Nagel-Kanten-Abstände und unrichtiges Eindringen der Nägel in das Rahmenwerk mit geringerer Wahrscheinlichkeit zu Schäden in der Struktur, wenn diese Hurrikans oder Belastungen durch Erdbeben ausgesetzt ist.It should be noted that the reinforcement strips integrated in the wooden cladding panel according to the invention can have any suitable widths and can be of any suitable construction for reinforcing the boards. You can also use the structural reinforcement strips 48 and 54 at any angle with respect to the longitudinal edges of the plates. Since the reinforcement strips integrated into the plates reinforce the plates, unsuitable spacing of nails, unsuitable nail-edge distances and incorrect penetration of the nails into the framework are less likely to damage the structure if it is exposed to hurricanes or the effects of earthquakes.

Die Verstärkung der Holzverschalungsplatten 38 der Erfindung erhöht die seitliche Scherfestigkeit der Platten auf drastische Weise und es wurde, wie in 14 gezeigt, ein Test der Verbesserung der Festigkeit unter Verwendung eines Schwerfestigkeitstests in nur einer Ebene durchgeführt. Zunächst wurde eine unverstärkte OSB-Platte 78 von 0,61 × 0,61 m2 (2 Fuss × 2 Fuss) ausgewählt. Dann wurde ein Stahlgriff, der aus Streifen 80 bestand, um den gesamten Umfang der Platte unter Einsatz von Bolzen 82 verschraubt. Zwei diagonale Ecken 84 der Stahlstreifen wurden an eine Belastungsquelle, die durch die Pfeile 86 angedeutet ist, angebracht. Die anderen beiden Ecken 88 der Stahlstreifen waren zur Flexibilität gelenkig angebracht. Es wurde eine Last aufgebracht, bis die Platte 78 versagte, entsprechend der Zerstörung der Platte. Die Durchbiegung an den Punkt des Versagens wurde aufgezeichnet.The reinforcement of the wooden formwork panels 38 The invention drastically increases the lateral shear strength of the panels and, as in 14 shown a test of improving the Strength done in only one plane using a heavy strength test. First, an unreinforced OSB board 78 of 0.61 × 0.61 m 2 (2 feet × 2 feet). Then a steel handle was made from strips 80 consisted of the entire circumference of the plate using bolts 82 screwed. Two diagonal corners 84 The steel strip was attached to a source of stress by the arrows 86 is indicated, attached. The other two corners 88 the steel strip was articulated for flexibility. A load was applied to the plate 78 failed according to the destruction of the plate. The deflection at the point of failure was recorded.

Das Experiment wurde dann mit einer anderen Platte weitergeführt, welche bis auf eine umfangsseitige Verstärkung, ähnlich der in 4 gezeigten, identisch war. Die Durchbiegung dieser zweiten verstärkten Platte am Punkt des Versagens betrug mehr als das Doppelte der Durchbiegung der ersten, unverstärkten Platte an deren Ausfallpunkt. Zusätzliche Experimente unter Verwendung noch größerer Verstärkungen führten zu noch gravierenderen Verbesserungen der Beziehung zwischen Belastung und Durchbiegung. Bei einigen dieser verschiedenen Anorndungen war die Durchbiegung am Ausfallpunkt der verstärkten Platte drei mal so groß wie die Durchbiegung der ersten, unverstärkten Platte an deren Ausfallpunkt.The experiment was then continued with another plate which, apart from a circumferential reinforcement, was similar to that in 4 shown was identical. The deflection of this second reinforced plate at the point of failure was more than twice the deflection of the first unreinforced plate at its point of failure. Additional experiments using even larger reinforcements led to even more serious improvements in the relationship between stress and deflection. In some of these different arrangements, the deflection at the point of failure of the reinforced plate was three times that of the first unreinforced plate at its point of failure.

Es ist wichtig, geeignete Verstärkungsmaterialien (Fasern/Verleimungen und Harze) und ein geeignetes Herstellungsverfahren auszuwählen. Die Dauerhaftigkeit, Bindungsstärke der FRT-Platte, Kosteneffektivität und Einfachheit der Herstellung müssen in Erwägung gezogen werden, wenn die Faser-/Harz-/Verfahrens-Kombination ausgewählt wird. Fasern aus E-Glas, Kohlenstoff und Aramid werden bevorzugt. Hybridverstärkungen, die aus Kombinationen einer oder mehrerer der drei Verstärkungen bestehen, können ebenfalls eingesetzt werden. Die beiden bevorzugten Harzsysteme zur Verwendung beim Verbinden der synthetischen Verstärkung mit dem Holzsubstrat sind Phenolsysteme und Vinylestersysteme. Es können jedoch auch andere Systeme eingesetzt werden. Eine dauerhafte effektive Verbindung von E-Glas und einem Holzsubstrat kann durch Verwendung von Phenolharzen erreicht werden. E-Glas ist mit Phenolleimen erhältlich, wobei jedoch die Erfahrung zeigt, dass Standard-E-Glas-Leime mit Phenolharzen kompatibel sind. Vinylesterharze können ebenfalls dauerhafte Verbindungen mit Holzsubstraten erzeugen, wenn die Holzoberfläche mit einem Hydroxy-Methyl-Resorcin (HMR)-Verbindungsmittel vorbehandelt werden, um die Klebehaftung von Epoxyd und anderen thermisch härtenden Klebstoffen an Holz zu erhöhen.It is important to use suitable reinforcement materials (Fibers / gluing and resins) and a suitable manufacturing process select. The durability, bond strength the FRT plate, cost effectiveness and ease of manufacture must be considered if the Fiber / resin / process combination is selected. E-glass fibers, Carbon and aramid are preferred. Hybrid reinforcements combinations of one or more of the three reinforcements can exist can also be used. The two preferred resin systems for use in connecting the synthetic reinforcement to the wood substrate are phenol systems and vinyl ester systems. However, it can other systems can also be used. A permanent effective E-glass and a wooden substrate can be joined by using be achieved by phenolic resins. E-glass is available with phenol glues, However, experience shows that standard E-glass glues with phenolic resins are compatible. Vinyl ester resins can also make permanent bonds with wood substrates if the wood surface is pretreated with a hydroxy-methyl-resorcinol (HMR) compound to the adhesive adhesion of epoxy and other thermosetting Increase adhesives to wood.

Die Verstärkung kann eingebracht werden, bevor die Platten in einer heißen Presse gehärtet werden. Alternativ dazu können vorgehärtete dünne OSB- oder Sperrholzplatten nachträglich in einer Heißpresse verbunden werden, wobei die Verstärkung zwischen sie geschichtet ist, wodurch eine dickere Platte ausgebildet wird. Verschiedene Arten, Anzahlen und Gewichte von Geweben können verwendet werden, bspw. 0,51 kg/8,361 × 10–1 m2 oder 0,74 kg/8,361 × 10–1 m2 (18 Unzen/Yard2 oder 26 Unzen/Yard2) der BTI (Brunswick Technologies) uniweave-Produkte. Das Verhältnis der nassen Faser zum Harz bei nassimprägnierten Geweben kann etwa 1 : 1 betragen, wobei jedoch auch andere Verhältnisse möglich sind. Vorgehärtete FRT können an das OSB oder Sperrholz unter Einsatz von Klebstoffzusammensetzungen zwischen 13,608 kg/92,9 m2 (30 Pfund/MSGL) (1000 Fuss2 einfache Klebnaht) bis 31,752 kg/92,9 m2 (70 Pfund/MSGL) verbunden werden, um Klebstoffzusammensetzungen zu entsprechen, die üblicherweise für das Verbinden von Holzlaminaten verwendet werden, wobei jedoch auch andere Werte eingesetzt werden können.The reinforcement can be applied before the panels are hardened in a hot press. Alternatively, pre-hardened thin OSB or plywood panels can be subsequently joined in a hot press with the reinforcement sandwiched between them, forming a thicker panel. Various types, numbers, and weights of fabrics can be used, for example, 0.51 kg / 8.361 x 10 -1 m 2 or 0.74 kg / 8.361 x 10 -1 m 2 (18 ounces / yard 2 or 26 ounces / yard 2 ) the BTI (Brunswick Technologies) uniweave products. The ratio of wet fiber to resin in wet impregnated fabrics can be about 1: 1, although other ratios are also possible. Pre-cured FRTs can be bonded to the OSB or plywood using adhesive compositions between 13.608 kg / 92.9 m 2 (30 pounds / MSGL) (1000 feet 2 single bond) to 31.752 kg / 92.9 m 2 (70 pounds / MSGL) to correspond to adhesive compositions commonly used for joining wood laminates, but other values can also be used.

Die Erfindung umfasst das Hinzufügen synthetischer Verstärkungen, die innerhalb der Holzverbundplatte oder über derselben geeignet verteilt, angeordnet, ausgerichtet und angebracht sind. Die synthetische Verstärkung erhöht die Scherstärke und Spannungsfestigkeit in der Ebene der OSB- oder Sperrholzplatte, erhöht den seitlichen Widerstand und den Austrittswiderstand von Nägeln, verringert das Ausreißen von Ecken der Platte und verbessert insgesamt das Hystereseverhalten der Platte. Durch die erfindungsgemäße Platte werden direkt die üblich beobachteten Nachteile im Verhalten herkömmlicher holzgerahmter Scherwände behandelt, wobei signifikante Verbesserungen auf dem Gebiet der Scherwände aus Holz erreicht werden. Die Verstärkungsstreifen sind ausreichend, um eine erhöhte Leitfähigkeit von etwa 75 bis 500% gegenüber einer unverstärkten Holzverschalungsplatte zu erreichen.The invention includes adding synthetic reinforcements which are suitably distributed within or over the wood composite panel, arranged, aligned and attached. The synthetic reinforcement increases the shear strength and dielectric strength in the plane of the OSB or plywood board, elevated this reduces the lateral resistance and the exit resistance of nails tear from corners of the plate and improves the overall hysteresis behavior the plate. With the plate according to the invention, those which are usually observed are directly observed Disadvantages in the behavior of conventional wood-framed shear walls treated, with significant improvements in the field of shear walls made of wood. The reinforcement strips are sufficient by an increased conductivity from about 75 to 500% an unreinforced To reach wooden formwork panel.

Obwohl die erfindungsgemäße Holzverschalungsplatte vorzugsweise Verstärkungsstreifen aufweist, die einen Bereich überdecken, der zwischen 5 und 50% des Oberflächenbereichs der Platte liegt, können die Verstärkungsstreifen, wenn sie aus faserverstärktem Polymermaterial sind, die im Inneren der Platte angeordnet sind, auch einen größeren Prozentsatz der Oberfläche der Platte bedecken. So können bspw. die Verstärkungsstreifen im Inneren der Platte einen Bereich bedecken, der zwischen 5 und 100% der Oberfläche der Platte beträgt. Wenn Ausführungsformen der Erfindung betrachtet werden, gemäß denen Verstärkungsstreifen im Inneren der Platte positioniert sind, ist der Ausdrucks "Oberflächenbereich der Platte" so zu verstehen, dass er der äquivalenten Oberflächenbedeckung entspricht, wenn die Verstärkungsstreifen auf der Oberfläche und nicht im Inneren positioniert wären.Although the wooden cladding panel according to the invention preferably reinforcement strips has an area that covers which is between 5 and 50% of the surface area of the plate, the Reinforcement strips if they're made of fiber reinforced Are polymer material, which are arranged inside the plate, also a larger percentage the surface cover the plate. So can for example the reinforcement strips cover an area inside the plate that is between 5 and 100% of the surface the plate is. If embodiments of the invention are considered, according to which reinforcement strips positioned inside the panel is the expression "surface area the plate "so understand that he is the equivalent surface coverage corresponds when the reinforcement strips on the surface and would not be positioned inside.

Das Prinzip und die Art der Ausführung dieser Erfindung wurden anhand ihrer bevorzugten Ausführungsformen beschrieben. Es ist jedoch anzumerken, dass die Erfindung auf andere Arten ausgeführt werden kann als veranschaulicht und beschrieben, ohne den Schutzbereich der Erfindung zu verlassen.The principle and manner of carrying out this invention have been described in terms of its preferred embodiments. However, it should be noted that the invention can be carried out in other ways than illustrated and described, without leaving the scope of the invention.

Claims (9)

Holzverschalungsplatte, geeignet für die Verwendung in der Baukonstruktion, wobei die Holzverschalungsplatte einen Oberflächenbereich aufweist und Verstärkungsstreifen aus faserverstärktem Polymermaterial beinhaltet, die in der Verschalung integriert sind, wobei die Verstärkungsstreifen einen Teil des Oberflächenbereichs bedecken, der zwischen 5 und 50% des Oberflächenbereichs der Platte liegt.Wooden formwork panel, suitable for use in the building construction, the wooden formwork panel having a surface area has and reinforcement strips made of fiber reinforced Contains polymer material, which are integrated in the formwork, with the reinforcement strips part of the surface area cover, which is between 5 and 50% of the surface area of the plate. Holzverschalungsplatte nach Anspruch 1, wobei die Platte Kanten aufweist und wobei die Verstärkungsstreifen aus faserverstärktem Kunststoffmaterial in die Platte in diagonalen Streifen integriert sind, welche zu den Kanten der Platte in einem spitzen Winkel angeordnet sind.Timber formwork panel according to claim 1, wherein the Plate has edges and wherein the reinforcement strips made of fiber-reinforced plastic material are integrated in the plate in diagonal strips, which too the edges of the plate are arranged at an acute angle. Holzverschalungsplatte nach einem der vorstehenden Ansprüche, welche diagonal entgegengesetzte Ecken aufweist, wobei sich die Verstärkungsstreifen diagonal zwischen entgegengesetzten Ecken erstrecken.Wood formwork panel according to one of the preceding Expectations, which has diagonally opposite corners, the reinforcement strips extend diagonally between opposite corners. Holzverschalungsplatte nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Verstärkungsstreifen des faserverstärkten Kunststoffmaterials im Umfang der Platte integriert sind.Wood formwork panel according to one of the preceding Expectations, with the reinforcement strips of fiber reinforced Plastic material are integrated in the circumference of the plate. Holzverschalungsplatte nach einem der vorstehenden Ansprüche, welche Ecken aufweist, wobei die Verstärkungsstreifen desfaserverstärkten Kunststoffmaterials in den Ecken der Platte integriert sind.Wood formwork panel according to one of the preceding Expectations, which has corners, the reinforcement strips of the fiber-reinforced plastic material are integrated in the corners of the plate. Holzverschalungsplatte nach einem der vorstehenden Ansprüche, welche allgemein rechteckig ist, wobei die Verstärkungsstreifen mit Unterbrechungen in der Platte integriert sind und wobei die Verstärkungsstreifen sich entlang der Länge der Platte erstrecken.Wood formwork panel according to one of the preceding Expectations, which is generally rectangular with the reinforcement strips intermittent are integrated in the plate and the reinforcement strips along the length extend the plate. Holzverschalungsplatte nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Abstand der mit Unterbrechungen integrierten Verstärkungsstreifen allgemein mit dem Abstand von Rahmenelementen eines Gebäudes zusammenfällt, so dass, wenn die Holzverschalungsplatte an den Rahmenelementen des Gebäudes angebracht wird, die Verstärkungsstreifen im Wesentlichen mit den Rahmenelementen des Gebäudes ausgerichtet sind.Wood formwork panel according to one of the preceding Expectations, the spacing of the intermittent reinforcement strips generally coincides with the distance from frame elements of a building, so that when the wooden formwork panel is attached to the frame elements of the building is attached, the reinforcement strips are essentially aligned with the frame elements of the building. Holzverschalungsplatte nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Platte Kanten aufweist und wobei die Verstärkungsstreifen im Inneren der Platte integriert sind, wobei die Verstärkungsfasern innnerhalb der Verstärkungsstreifen unter zahlreichen verschiedenen Winkeln in Bezug auf die Kanten der Platte ausgerichtet sind.Wood formwork panel according to one of the preceding Expectations, wherein the plate has edges and wherein the reinforcing strips are integrated inside the panel, with the reinforcing fibers inside the reinforcement strips at numerous different angles with respect to the edges the plate are aligned. Holzverschalungsplatte nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Verstärkungsstreifen ausreichend sind, um eine erhöhte Biegsamkeit gegenüber einer äquivalenten unverstärkten Holzverschalungsplatte zu schaffen, und zwar um einen Faktor innerhalb des Bereichs von 75% bis 500%.Wood formwork panel according to one of the preceding Expectations, with the reinforcement strips are sufficient to increase Flexibility towards an equivalent unreinforced To create wooden formwork panel, by a factor within in the range from 75% to 500%.
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